(57)【要約】【課題】効率的な製造工程を提供し、製造コストを低減することができる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】半導体装置の製造装置１００は、ウェハカセット２，３，４と、ウェハの洗浄および表面改質を行う装置５と、ウェハの位置合わせを行う装置６と、ウェハ表面にパッシベーション膜となる材料を射出する装置７と、パッシベーション膜の外観検査を行う装置８と、パッシベーション膜に熱処理を行う装置９と、処理順にウェハを各装置に搬送する装置１０を備えている。製造装置１００では、インクジェット技術を用いて、洗浄後のウェハ表面に、選択的にパッシベーション膜のパターンを形成する。次いで、パッシベーション膜のパターンが、所望のパターン条件を有しているか否かを検査する。パッシベーション膜が所望のパターンで形成されている場合に、パッシベーション膜を硬化および焼成する熱処理を行う。【選択図】図１
2010219133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを収納するウェハ収納部と、
前記ウェハの表面に対して処理を行う表面処理装置と、
前記ウェハの表面に流動性を有する材料を射出して、前記ウェハの一部の表面に膜のパターンを形成する膜パターン形成装置と、
前記膜のパターンを検査する検査装置と、
前記膜を加熱する熱処理装置と、
前記ウェハを処理の順番で、前記ウェハ収納部、前記表面処理装置、前記膜パターン形成装置、前記検査装置および前記熱処理装置に搬送する搬送装置と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
前記検査装置は、さらに、前記ウェハの前記膜の寸法を測定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
前記ウェハの中心軸回りの回転方向の位置、および前記ウェハの水平方向の位置を合わせる位置合わせ装置と、をさらに備え、
前記搬送装置は、前記ウェハを前記位置合わせ装置および前記膜パターン形成装置の順に搬送することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記膜パターン形成装置は、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、同様のパターンを２回以上形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
前記膜パターン形成装置は、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、異なるパターンを２回以上形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項６】
前記膜パターン形成装置は、前記材料の射出量が異なる複数の射出部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項７】
前記膜パターン形成装置は、前記材料を射出している間、前記ウェハを加熱するヒーターを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記膜パターン形成装置の、前記ウェハを載せるステージは、全面または一部が透明であり、
前記膜パターン形成装置は、前記ステージの、前記ウェハが置かれた側と反対の方向から、前記ウェハの表面の位置合わせ用マークを読み取るカメラを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項９】
前記ウェハの裏面に位置合わせ用マークを形成するマーキング装置をさらに備え、
前記搬送装置は、前記ウェハを前記マーキング装置および前記膜パターン形成装置の順に搬送することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
前記表面処理装置は、前記ウェハの表面の一部を覆うマスク治具を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１１】
前記表面処理装置は、水素ガス、酸素ガス、真空紫外光源およびエキシマ光源が用いることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
前記熱処理装置は、前記ウェハを真空雰囲気中で加熱することを行う、または前記ウェハをガス雰囲気中で加熱および真空雰囲気中で加熱を繰り返し行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１３】
前記搬送装置は、前記ウェハを前記膜パターン形成装置、前記検査装置および前記熱処理装置の順に搬送すること特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１４】
前記搬送装置は、前記ウェハを前記膜パターン形成装置、前記検査装置および前記熱処理装置の順に搬送することを、２回以上繰り返し行うことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１５】
ウェハ収納部からウェハを取り出すウェハ取り出し工程と、
前記ウェハの表面に対して処理を行う表面処理工程と、
表面の処理が済んだ前記ウェハの一部の表面に流動性を有する材料を射出して、前記ウェハの表面に膜のパターンを形成する膜パターン形成工程と、
前記膜のパターンを検査する検査工程と、
検査が済んだ前記ウェハを加熱して、前記膜を硬化させる熱処理工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記検査工程では、さらに、前記ウェハの前記膜の寸法を測定することを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記膜パターン形成工程の前に、
前記ウェハの中心軸回りの回転方向の位置、および前記ウェハの水平方向の位置を合わせる位置合わせ工程と、をさらに含み、
前記位置合わせ工程では、前記ウェハを前記膜パターン形成工程における前記ウェハの処理位置に合わせることを特徴とする請求項１５または１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記膜パターン形成工程では、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、同様のパターンを２回以上形成することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記膜パターン形成工程では、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、異なるパターンを２回以上形成することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記膜パターン形成工程では、前記ウェハを加熱し、射出した前記材料を硬化させながら前記膜のパターンを形成することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記膜パターン形成工程では、前記ウェハを載せるステージの、前記ウェハが置かれた側と反対の方向から、前記ウェハの表面の位置合わせ用マークを読み取り、前記位置合わせ用マークと、前記膜パターン形成工程における前記ウェハの処理位置とを合わせることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
前記膜パターン形成工程の前に、
前記ウェハの裏面に位置合わせ用マークを形成するマーキング工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
前記表面処理工程では、前記ウェハの一部の表面を覆って、前記ウェハの表面の一部に選択的に処理を行うことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
前記表面処理工程では、水素ガス、酸素ガス、真空紫外光源およびエキシマ光源を用いて処理を行うことを特徴とする請求項１５〜２３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
前記熱処理工程では、前記ウェハに形成された前記膜の硬化および焼成を一連で行うことを特徴とする請求項１５〜２４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
前記膜パターン形成工程から、前記検査工程を経た前記熱処理工程までの工程を、２回以上繰り返し行うことを特徴とする請求項１５〜２５のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体装置では、表面に汚れや傷が発生したり、異物が付着したりすることを防止するために、表面保護膜が設けられている。この表面保護膜は、パッシベーション（Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）膜と呼ばれ、表面を物理的および化学的、機械的に保護している。
【０００３】
製造プロセスにおいて、パッシベーション膜をウェハ表面に形成する場合、一般的に、塗布機（コーター）と呼ばれる装置が用いられる。パッシベーション膜となる材料をウェハ表面に滴下した後、ウェハを固定した回転支持台を回転させることでウェハ表面に薄い被膜が形成される。
【０００４】
パッシベーション膜の材料には、例えばポリイミドが用いられる。ポリイミドは、感光剤が添加されているか否かにより、感光性（以下、感光性ポリイミドとする）と非感光性（以下、非感光性ポリイミドとする）に大別される。
【０００５】
図１７は、従来の半導体装置の製造方法について示すフローチャートである。パッシベーション膜の材料として非感光性ポリイミドを用いた場合について示す。図１７に示すように、まず、ウェハ表面へのポリイミドの密着性を高めるために、ウェハ表面を洗浄した後に乾燥させる（ステップＳ３１）。次いで、コーターを用いてウェハ表面に、パッシベーション膜の材料としてポリイミドを塗布し、ウェハに軽い熱処理（以下、プリベークとする）を行う（ステップＳ３２）。次いで、パッシベーション膜のパターニングを行う。パッシベーション膜の表面にフォトレジストを塗布し、プリベークを行う（ステップＳ３３）。次いで、フォトレジストの表面にパッシベーション膜パターンを露光し、現像により、例えば未露光部のレジストパターンを残す（ステップＳ３４）。次いで、残っているフォトレジストをマスクとしてエッチングを行い、パッシベーション膜に所望のパターンを形成し、プリベークを行う（ステップＳ３５）。次いで、パッシベーション膜を乾燥させる熱処理（インキュベークとする）を行う（ステップＳ３６）。次いで、薬品処理によりフォトレジストを除去する（ステップＳ３７）。次いで、パッシベーション膜を焼成（以下、ポストベークとする）する（ステップＳ３８）。これにより、ウェハ表面に、所望のパターンを有するパッシベーション膜が形成される。
【０００６】
一方、パッシベーション膜の材料として感光性ポリイミドを用いる場合、パッシベーション膜を直接的に露光することでパターニングを行うことができるため、フォトリソグラフィ工程が必要なくなる。つまり、図１７に示す形成工程のうち、ステップＳ３１（ウェハ表面の洗浄および乾燥）、ステップＳ３２（パッシベーション膜の塗布およびプリベーク）、ステップＳ３５（パッシベーション膜のエッチングおよびプリベーク）およびステップＳ３８（ポストベーク）の工程を順に行えば良い。そのため、非感光性ポリイミドを用いる場合に比べて少ない工程数で、ウェハ表面にパッシベーション膜を形成することができる。
【０００７】
また、上述した方法の他に、インクジェット技術を用いてウェハ表面に被膜を形成する方法が提案されている。例えば、ウェハ表面に絶縁膜を形成する方法として、次のような方法が提案されている。絶縁膜材料含有ゾルをインクジェットにより基板上に吐出する工程、およびこのゾル付着基板を焼成する工程を行う（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００８】
また、ウェハ表面に被膜パターンを形成する方法として、次のような方法が提案されている。スクリーン版の、最も外側に位置するチップパターンの外側に、５０〜２０００μｍの間隔をあけて、５０〜５０００μｍの幅または５０００μｍ以上の幅を有するダミーパターンを設け、スクリーン印刷により、半導体ウェハの表面に、本来必要とされる複数のチップの保護膜パターンと、この保護膜パターン群を囲む囲繞パターンが形成されるようにする（例えば、下記特許文献２参照。）。
【０００９】
また、インクジェット技術で用いられる材料として、熱架橋剤と、前記熱架橋剤と反応可能な基を有する、ポリイミド化合物またはポリベンゾイミダゾール化合物とからなる組成物が提案されている（例えば、下記特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１３３６４９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５３５７５号公報
【特許文献３】特開２００７−３１４６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したような、コーターを用いたパッシベーション膜の形成では、次に示すような問題が生じる。コーターによってウェハを回転させることにより、ウェハ上に滴下したポリイミドの１／２〜２／３程度は、ウェハの外へ飛び散ってしまう。パッシベーション膜を所望の膜厚とするためには、ウェハ上に滴下するポリイミドの量を、パッシベーション膜として残るポリイミドの量よりも多く投入しなければならない。
【００１２】
また、パッシベーション膜の材料として非感光性ポリイミドを用いた場合のフォトリソグラフィ処理、またはパッシベーション膜の材料として感光性ポリイミドを用いた場合の露光処理により、ウェハ表面に塗布されたポリイミドの２０〜３０％程度は除去されてしまう。
【００１３】
このように、パッシベーション膜の形成において最初に投入されたポリイミドは、パッシベーション膜の形成過程において飛散および除去されることで、その大部分がなくなってしまう。そして、パッシベーション膜として残るポリイミドは、投入されたポリイミドの６〜１５％程度となってしまう。そのため、製造コストが増大してしまう。
【００１４】
また、パッシベーション膜の材料として非感光性ポリイミドを用いた場合は、非感光性ポリイミドの他に、フォトリソグラフィ処理に用いる薬液代等が必要となってしまう。それに対して、感光性ポリイミドを用いた場合は、フォトリソグラフィ処理に掛かる製造コストを抑えることができる。しかしながら、パッシベーション膜を露光するときに、パッシベーション膜の開口部のばらつきを抑えるために、現像液を多量に必要とする。さらに、感光性ポリイミドは、非感光性ポリイミドに比べて高価である。そのため、製造コストの低減は難しい。
【００１５】
また、パッシベーション膜の形成後にパターン不良などによりパッシベーション膜を除去しようとしても、パッシベーション膜の形成途中で実施される熱処理や乾燥処理により、パッシベーション膜はウェハ表面から除去しづらくなっている。そのため、ウェハ表面からパッシベーション膜を除去するには、薬液が多量に必要となる。多量の薬液を用いてパッシベーション膜を除去した場合には、ウェハ表面の半導体素子構造に損傷を与えてしまう恐れがある。そのため、パッシベーション膜形成後のウェハを再利用することは難しく、製造コストが増大してしまう。
【００１６】
一方、上述した特許文献１および特許文献２に示す方法を、パッシベーション膜の形成に適用した場合、次に示すような問題が生じる。インクジェット装置のステージ上に搬送されたウェハの、例えば中心軸回りの回転方向の位置が大きくずれている場合、ステージの可動範囲を超えてしまうため、ウェハを所望の位置まで回転させることができない場合がある。インクジェット装置内でのウェハの位置合わせを正確にできない場合、パッシベーション膜に所望のパターンを形成することができない。つまり、インクジェット装置を用いる場合には、インクジェット装置内でのウェハの位置合わせ方法に課題が残ることになる。
【００１７】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、製造工程の効率化を図ることができる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。また、この発明は、製造コストを低減することができる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる半導体装置の製造装置は、ウェハを収納するウェハ収納部と、前記ウェハの表面に対して処理を行う表面処理装置と、前記ウェハの表面に流動性を有する材料を射出して、前記ウェハの一部の表面に膜のパターンを形成する膜パターン形成装置と、前記膜のパターンを検査する検査装置と、前記膜を加熱する熱処理装置と、前記ウェハを処理の順番で、前記ウェハ収納部、前記表面処理装置、前記膜パターン形成装置、前記検査装置および前記熱処理装置に搬送する搬送装置と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１に記載の発明において、前記検査装置は、さらに、前記ウェハの前記膜の寸法を測定することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記ウェハの中心軸回りの回転方向の位置、および前記ウェハの水平方向の位置を合わせる位置合わせ装置と、をさらに備え、前記搬送装置は、前記ウェハを前記位置合わせ装置および前記膜パターン形成装置の順に搬送することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成装置は、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、同様のパターンを２回以上形成することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項５の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成装置は、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、異なるパターンを２回以上形成することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項６の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成装置は、前記材料の射出量が異なる複数の射出部を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項７の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成装置は、前記材料を射出している間、前記ウェハを加熱するヒーターを備えていることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項８の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成装置の、前記ウェハを載せるステージは、全面または一部が透明であり、前記膜パターン形成装置は、前記ステージの、前記ウェハが置かれた側と反対の方向から、前記ウェハの表面の位置合わせ用マークを読み取るカメラを備えていることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項９の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項８に記載の発明において、前記ウェハの裏面に位置合わせ用マークを形成するマーキング装置をさらに備え、前記搬送装置は、前記ウェハを前記マーキング装置および前記膜パターン形成装置の順に搬送することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１０の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜９のいずれか一つに記載の発明において、前記表面処理装置は、前記ウェハの表面の一部を覆うマスク治具を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１１の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の発明において、前記表面処理装置は、水素ガス、酸素ガス、真空紫外光源およびエキシマ光源が用いることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１２の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の発明において、前記熱処理装置は、前記ウェハを真空雰囲気中で加熱することを行う、または前記ウェハをガス雰囲気中で加熱および真空雰囲気中で加熱を繰り返し行うことを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１３の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の発明において、前記搬送装置は、前記ウェハを前記膜パターン形成装置、前記検査装置および前記熱処理装置の順に搬送すること特徴とする。
【００３１】
また、請求項１４の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の発明において、前記搬送装置は、前記ウェハを前記膜パターン形成装置、前記検査装置および前記熱処理装置の順に搬送することを、２回以上繰り返し行うことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項１５の発明にかかる半導体装置の製造方法は、ウェハ収納部からウェハを取り出すウェハ取り出し工程と、前記ウェハの表面に対して処理を行う表面処理工程と、表面の処理が済んだ前記ウェハの一部の表面に流動性を有する材料を射出して、前記ウェハの表面に膜のパターンを形成する膜パターン形成工程と、前記膜のパターンを検査する検査工程と、検査が済んだ前記ウェハを加熱して、前記膜を硬化させる熱処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１６の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５に記載の発明において、前記検査工程では、さらに、前記ウェハの前記膜の寸法を測定することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１７の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５または１６に記載の発明において、前記膜パターン形成工程の前に、前記ウェハの中心軸回りの回転方向の位置、および前記ウェハの水平方向の位置を合わせる位置合わせ工程と、をさらに含み、前記位置合わせ工程では、前記ウェハを前記膜パターン形成工程における前記ウェハの処理位置に合わせることを特徴とする。
【００３５】
また、請求項１８の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜１７のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成工程では、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、同様のパターンを２回以上形成することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項１９の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜１７のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成工程では、前記ウェハの一部の表面に、前記膜の、異なるパターンを２回以上形成することを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２０の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜１９のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成工程では、前記ウェハを加熱し、射出した前記材料を硬化させながら前記膜のパターンを形成することを特徴とする。
【００３８】
また、請求項２１の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜２０のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成工程では、前記ウェハを載せるステージの、前記ウェハが置かれた側と反対の方向から、前記ウェハの表面の位置合わせ用マークを読み取り、前記位置合わせ用マークと、前記膜パターン形成工程における前記ウェハの処理位置とを合わせることを特徴とする。
【００３９】
また、請求項２２の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項２１に記載の発明において、前記膜パターン形成工程の前に、前記ウェハの裏面に位置合わせ用マークを形成するマーキング工程をさらに含むことを特徴とする。
【００４０】
また、請求項２３の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜２２のいずれか一つに記載の発明において、前記表面処理工程では、前記ウェハの一部の表面を覆って、前記ウェハの表面の一部に選択的に処理を行うことを特徴とする。
【００４１】
また、請求項２４の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜２３のいずれか一つに記載の発明において、前記表面処理工程では、水素ガス、酸素ガス、真空紫外光源およびエキシマ光源を用いて処理を行うことを特徴とする。
【００４２】
また、請求項２５の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜２４のいずれか一つに記載の発明において、前記熱処理工程では、前記ウェハに形成された前記膜の硬化および焼成を一連で行うことを特徴とする。
【００４３】
また、請求項２６の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１５〜２５のいずれか一つに記載の発明において、前記膜パターン形成工程から、前記検査工程を経た前記熱処理工程までの工程を、２回以上繰り返し行うことを特徴とする。
【００４４】
上述した発明によれば、被膜となる材料をウェハ表面に射出して（インクジェット技術を用いて）、ウェハ表面に被膜パターンを形成した後、熱処理の前に外観検査を行い、被膜のパターン不良を確認している。そのため、被膜のパターン不良が確認されたとしても、熱処理前の被膜は、ウェハから容易に除去することができる。これにより、被膜の除去によってウェハに傷がつくことを低減することができ、ウェハの再利用が容易になる。また、ウェハの再利用が容易になることにより、従来において、ウェハから被膜を除去するために費やされていた作業時間や薬液代を低減することができる。また、被膜パターンの形成にインクジェット技術を用いることで、ウェハ表面の所望の部分にのみ被膜の材料を塗布することができる。そのため、従来のようにコーターを用いて被膜を形成する場合のように、ウェハ上に投入された被膜の材料が、処理途中で捨てられたり除去されたりすることを回避することができる。これにより、被膜の材料の使用量を、従来のようにコーターを用いて被膜を形成する場合よりも低減することができる。また、ウェハ表面に被膜を形成する工程を、人手を介入させずに自動化して行うことにより、人件費などを低減することができる。また、被膜パターン形成を行うステージにウェハを搬送する前に、ウェハの位置合わせを行うことにより、ステージ上のウェハの位置が、所望の位置から大きくずれていて、ステージの可動範囲を超えてしまっているなど、被膜を所望の位置およびパターンで形成することができなくなる原因が生じることを防止することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明にかかる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法によれば、製造工程の効率化を図ることができるという効果を奏する。また、製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を示す模式図である。
【図２】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する前処理装置を示す模式図である。
【図３】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する前処理装置の別の一例を示す模式図である。
【図４】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する前処理装置の別の一例を示す模式図である。
【図５】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する前処理装置の別の一例を示す模式図である。
【図６】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する液射出装置を示す模式図である。
【図７】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する液射出装置の別の一例を示す模式図である。
【図８】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する検査装置を示す模式図である。
【図９】実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する後処理装置を示す模式図である。
【図１０】実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１にかかる液射出工程を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１にかかる半導体装置の一例を示す断面図である。
【図１３】図１２の切断線Ａ−Ａ'の断面構造について示す断面図である。
【図１４】実施の形態２にかかる半導体装置の製造装置を構成する液射出装置を示す模式図である。
【図１５】実施の形態３にかかる半導体装置の製造装置を示す模式図である。
【図１６】実施の形態２および実施の形態３にかかる半導体装置の一例を示す断面図である。
【図１７】従来の半導体装置の製造方法について示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４８】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置について説明する。図１は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を示す模式図である。図１に示すように、半導体装置の製造装置１００は、複数のウェハカセットが置かれるウェハカセット載置部１と、ウェハ表面の洗浄および改質（以下、前処理とする）を行う装置（以下、前処理装置とする）５と、ウェハの位置合わせを行う装置（以下、アライナーとする）６と、ウェハ表面にパッシベーション膜となる材料を射出する装置（以下、液射出装置とする）７と、パッシベーション膜のパターン形状の検査（以下、外観検査とする）およびパッシベーション膜の寸法測定（以下、寸法測定とする）を行う装置（以下、検査装置とする）８と、ウェハ表面に形成されたパッシベーション膜に硬化および焼成（以下、後処理とする）を行う装置（以下、後処理装置とする）９と、製造装置１００を構成する各装置にウェハを搬送する装置（以下、ウェハ搬送アームとする）１０を備えている。
【００４９】
ウェハカセット載置部１には、パッシベーション膜形成前のウェハを収納するカセット（以下、ＩＮカセットとする）２と、パッシベーション膜形成途中で処理が中止されたウェハを回収するカセット（以下、ＥＪＥＣＴカセットとする）３と、パッシベーション膜形成後のウェハを収納するカセット（以下、ＯＵＴカセットとする）４が置かれる。ＩＮカセット２、ＥＪＥＣＴカセット３およびＯＵＴカセット４は、ウェハ収納部に相当し、それぞれに複数枚のウェハを収納することができる。
【００５０】
ＥＪＥＣＴカセット３に回収されるウェハは、パッシベーション膜のパターン不良が確認されたウェハである。このウェハは、図示省略する別の装置または別の工程により、パッシベーション膜を容易に除去することができ、ウェハの再利用を可能にしている。その理由は、ウェハに後処理を行う前に、処理が中止され、パッシベーション膜に最終的な加熱処理（ポストベーク）が行われていないからである。半導体装置の製造方法については、後述する。
【００５１】
また、ウェハカセット載置部１には、ＩＮカセット２、ＥＪＥＣＴカセット３およびＯＵＴカセット４を、それぞれ複数置いても良い。つまり、各カセットは、１種類のカセットにつき１つに限るものではなく、それぞれを少なくとも１つずつ置けば良い。例えば、ＩＮカセット２については複数のカセットを用い、各カセットを上下に重ねて設置しても良いし、横に並べて設置しても良い。ウェハカセット載置部１にカセットを多数載置することにより、製造装置１００に複数のウェハを同時に投入することができる。
【００５２】
製造装置１００へ複数のウェハを同時に投入することで、装置へのウェハカセットの出し入れの回数が減り、塵埃の影響を抑制することができる。また、ウェハカセットごとに描画条件を設定すれば、製造装置１００へのウェハカセットの入れ替えを行わずに、描画条件の異なる複数種類のパターンを連続して形成することができ、製造装置１００の稼働率を高めることができる。
【００５３】
次に、ウェハ搬送アーム１０について説明する。ウェハ搬送アーム１０は、搬送装置に相当する。図１に示すように、ウェハ搬送アーム１０は、ウェハを、例えば、ＩＮカセット２から前処理装置５へ（第１ウェハ搬送経路１０１）、前処理装置５からアライナー６へ（第２ウェハ搬送経路１０２）、アライナー６から液射出装置７へ（第３ウェハ搬送経路１０３）、液射出装置７から検査装置８へ（第４ウェハ搬送経路１０４）、検査装置８から後処理装置９へ（第５ウェハ搬送経路１０５）もしくはＥＪＥＣＴカセット３へ（第６ウェハ搬送経路１０６）、および後処理装置９からＯＵＴカセット４へ（第７ウェハ搬送経路１０７）と搬送する。
【００５４】
次に、前処理装置５について説明する。前処理装置５は、表面処理装置に相当する。図２は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する前処理装置を示す模式図である。図２に示すように、前処理装置５は、チャンバ２０内に、ウェハ２１を固定する第１ステージ２６と、プラズマガスを発生させる上部電極２２ａおよび下部電極２２ｂと、ウェハ２１を加熱する第１ヒーター２３と、ウェハ２１を上下方向に移動する第１ウェハ昇降部２４と、を備えている。第１ステージ２６には、ウェハ２１を第１ステージ２６に固定するための図示省略する真空吸着部が設けられている。
【００５５】
チャンバ２０内は、真空雰囲気に保たれており、原料ガスとして、例えば窒素（Ｎ2）ガス、酸素（Ｏ2）ガスまたは水素（Ｈ2）ガスが導入されている。上部電極２２ａおよび下部電極２２ｂは、例えば平板形状をしており、互いに向き合って設けられている。また、電源２５により、互いに相反する極性の電荷が付加されている。下部電極２２ｂは例えば第１ステージ２６に設けられ、前処理装置５内において、ウェハ２１は、上部電極２２ａと下部電極２２ｂの間に配置された状態となる。
【００５６】
第１ウェハ昇降部２４は、ウェハ２１を第１ステージ２６に固定したり、ウェハ２１を第１ステージ２６から解放したりする。例えばウェハ２１を第１ステージ２６に固定する場合、第１ウェハ昇降部２４は次に示すように動作する。第１ウェハ昇降部２４には、ウェハ２１を支持する例えばピン形状のウェハ支持部２７が設けられている。前処理装置５が待機している状態では、第１ウェハ昇降部２４は上昇した状態となっており、ウェハ支持部２７が第１ステージ２６の表面よりも上に位置する。このウェハ支持部２７の上端部にウェハ２１をセットし（図２に示すウェハ２１の状態）、第１ウェハ昇降部２４を下降させることによって、ウェハ２１も下降する。そして、ウェハ２１が第１ステージ２６の真空吸着部に近づいて第１ステージ２６に固定される。
【００５７】
第１ヒーター２３は、例えば平板形状をして、例えば第１ステージ２６の下に接触して設けられる。そして、第１ステージ２６を介してウェハ２１を加熱する。この加熱により、ウェハ２１の前処理における洗浄や表面改質の反応が促進される。また、第１ヒーター２３は、液射出装置７での処理においてウェハ２１を加熱する必要がある場合に、ウェハ２１に予備加熱を行う。
【００５８】
このような前処理装置５では、真空雰囲気中において、原料ガスに、電極間に発生する高周波電界を印加して放電させることによりプラズマガスが発生する。プラズマガスにより発生したイオンが、上部電極２２ａと下部電極２２ｂの間で加速する。そして、加速したイオンが、ウェハ２１表面の付着物などに衝突することにより、物理的にウェハ表面の洗浄および表面改質が行われる。なお、プラズマガスにより発生させたラジカルを、ウェハ表面の付着物などと反応させ蒸発性物質に変えることにより、化学的にウェハ表面の前処理を行っても良い。
【００５９】
前処理装置の別の一例について説明する。図３〜図５は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する前処理装置の別の一例を示す模式図である。前処理装置は、大気圧下で発生させたプラズマをウェハ表面に照射することで、ウェハの前処理を行う構成としても良い。図３に示す前処理装置１１は、図２に示す前処理装置の上部電極および下部電極に代えて、第１ステージ２６の上方にプラズマ照射部２９を備えている。プラズマ照射部２９内部では、高圧放電により、原料ガスからプラズマが発生する。
【００６０】
また、プラズマ照射部２９は、制御部２８によって制御されている。制御部２８は、例えば、第１ステージ２６をウェハ２１の中心軸周りに回転させる構造としたときに、プラズマ照射部２９を、ウェハ２１の中心と外周端部の間を往復させるように制御する。チャンバ２０内は、大気圧とほぼ同様の雰囲気としても良い。それ以外の構成は、前処理装置５と同様である。前処理装置１１では、ウェハ２１の表面の所望の部分に、プラズマ照射部２９のヘッドから照射されるプラズマを当てることで、ウェハ表面の前処理を行う。
【００６１】
また、前処理装置を、真空紫外（ＶＵＶ：Ｖａｃｕｕｍ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光源やエキシマ（Ｅｘｃｉｍｅｒｅ）光源により励起したラジカルを用いて、ウェハ２１の前処理を行う構成としても良い。図４に示す前処理装置１２は、図２に示す前処理装置の上部電極および下部電極に代えて、第１ステージ２６の上方に第１ランプ３０を備えている。電源２５は、第１ランプ３０に接続されている。第１ランプ３０には、ＶＵＶランプやエキシマランプが用いられている。前処理装置１２では、原料ガス中の原子または分子を、第１ランプ３０で励起することによりプラズマガスが発生する。それ以外の構成は、前処理装置５と同様である。
【００６２】
また、図２に示すような、プラズマガスにより発生したイオンによって物理的に前処理を行う前処理装置の場合、ウェハ２１に衝突するイオンを部分的に遮断して、ウェハ２１一部の表面に前処理を行わない構成としても良い。図５に示す前処理装置１３は、上部電極２２ａとウェハ２１の間に、ウェハ２１の表面の一部を覆うマスク治具３１を設けている。それ以外の構成は、図２に示す前処理装置と同様である。なお、図４に示す前処理装置に、マスク治具を設けた構成としても良い。
【００６３】
前処理装置１３は、マスク治具３１を設けることにより、上部電極２２ａからウェハ２１に降り注ぐイオンを、部分的に遮断することができる。これにより、パッシベーション膜の形成後、例えばウェハ２１をチップ状に切断する際に、パッシベーション膜が損傷することを低減することができる。その理由は後述する。
【００６４】
次に、アライナー６について説明する。アライナー６は、位置合わせ装置に相当する。アライナー６は、ウェハの中心軸回りの回転方向の位置、およびウェハの水平方向の位置を、予め設定された位置に合わせる。例えば、ウェハの中心位置やノッチを、液射出装置７においてパッシベーション膜の材料を射出するための適切な位置に合わせる。アライナー６によって位置合わせが行われたウェハを、液射出装置７のステージにセットすることで、液射出装置７内では、ウェハの位置合わせを行わなくて良い、または微調整程度の位置合わせを行えば良い。そのため、液射出装置７のステージの可動範囲を超えて、液射出装置７のステージにウェハがセットされることを防止することができる。また、ウェハが、液射出装置７を構成する、例えば後述するウェハの観察用カメラなどの可動範囲を超えて、液射出装置７のステージに置かれることを防止することができる。
【００６５】
次に、液射出装置７について説明する。液射出装置７は、膜パターン形成装置に相当する。図６は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する液射出装置を示す模式図である。図６に示すように、液射出装置７は、ウェハ２１を固定する第２ステージ４１と、ウェハ２１を上下方向に移動する第２ウェハ昇降部４３と、ウェハ２１を加熱する第２ヒーター４２と、ウェハ２１の表面にパッシベーション膜の材料を射出する第１液射出ヘッド４４と、第１液射出ヘッド４４にパッシベーション膜の材料を供給する材料供給部４５と、ウェハ２１を観察する第１カメラ４６と、第１液射出ヘッド４４を観察する第２カメラ４７および第３カメラ４８と、第１液射出ヘッド４４の液が射出される穴（以下、射出ノズルとする）を洗浄するヘッドクリーニング部５１と、第１液射出ヘッド４４を制御する制御装置５２と、を備えている。第１液射出ヘッド４４は、射出部に相当する。
【００６６】
第２ステージ４１は、垂直方向、水平方向、およびウェハの中心軸回りの回転方向に可動する。第２ステージ４１では、ウェハ２１の位置を調整し、第１液射出ヘッド４４とウェハ２１の相対的な位置合わせを行う。それ以外の構成は、図２に示す前処理装置の第１ステージと同様である。第２ヒーター４２は、例えば平板形状をして、例えば第２ステージ４１に接触して設けられる。そして、第２ステージ４１を介してウェハ２１を加熱する。この加熱により、ウェハ２１に射出液が射出されると同時に射出液を乾燥させることができ、ウェハ２１表面の射出液が流動することを防止する。第２ウェハ昇降部４３の構成は、図２に示す前処理装置の第１ウェハ昇降部と同様である。
【００６７】
第１液射出ヘッド４４は、第１液射出ヘッド４４内の材料を加熱する加熱部を備えている。加熱部は、材料供給部４５から第１液射出ヘッド４４に供給された材料の粘度が高い場合、加熱することによって材料の粘度を下げる。そのため、第１液射出ヘッド４４では、材料の粘度を射出しやすい粘度に下げてから、ウェハ２１に射出を行うことができる。また、加熱部を、ウェハ２１表面に射出されたパッシベーション膜の材料を上方から加熱して、パッシベーション膜を乾燥させる構成としても良い。第１液射出ヘッド４４に供給される材料は、例えば液体状またはゾル状の材料など、射出ノズルから射出しやすい粘度を有する材料、または射出しやすい粘度に調整可能な材料であれば良い。
【００６８】
第１カメラ４６は、ウェハ２１の表面にパッシベーション膜を形成するための基準となるマーク（以下、アライメントマークとする）を読み取る。アライメントマークは、被膜形成位置用マークに相当する。また、第１カメラ４６は、パッシベーション膜が形成された後のウェハ２１の表面を観察する。
【００６９】
第２カメラ４７は、第１液射出ヘッド４４の射出ノズルを観察する。第２カメラ４７では、射出ノズルの詰まりや汚れの有無を確認することができる。第３カメラ４８は、第１液射出ヘッド４４において吐き出す液を観察する。第３カメラ４８では、第１液射出ヘッド４４の射出状態を確認することができる。射出液受け４９は、第１液射出ヘッド４４から吐き出された液を受ける。射出液受け４９に溜まった液は、例えば液射出装置７の外部に設けられた廃液タンク５０に集められる。
【００７０】
ヘッドクリーニング部５１は、第２カメラ４７および第３カメラ４８により、第１液射出ヘッド４４において所望の射出が行われていないことが確認されたとき、または定期的に、第１液射出ヘッド４４を洗浄する。制御装置５２は、パッシベーション膜の描画データ（ビットマップ像などのデジタルデータ）を保有する。制御装置５２は、第１液射出ヘッド４４に描画データを入力し、その描画データに従って第１液射出ヘッド４４を水平方向に移動する制御を行う。
【００７１】
液射出装置の別の一例について説明する。図７は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する液射出装置の別の一例を示す模式図である。複数の液射出ヘッドを備える構成としても良い。図７に示す液射出装置１４は、図６に示す第１液射出ヘッドに代えて、複数の液射出ヘッドから構成される液射出ヘッド部５３を備えている。液射出ヘッド部５３の各液射出ヘッドは、それぞれ射出量が異なる。また、それぞれが異なる動作でパターンを形成する。それ以外の構成は、図６に示す液射出装置と同様である。
【００７２】
液射出装置１４では、射出量が異なるそれぞれの液射出ヘッドにおいて、異なる線幅および異なるパターンでパッシベーション膜を形成する。そのため、ウェハ表面に、例えば異なるパターンを有する層が積層されてなるパッシベーション膜を形成することができる。また、各液射出ヘッドを同時に使用することで、ウェハ２１表面の異なる部分に同時に、異なる線幅のパターンでパッシベーション膜を形成することができる。なお、液射出ヘッド部５３の各液射出ヘッドは、全て同じ射出量としても良い。この場合は、各液射出ヘッドを同時に使用することで、パッシベーション膜の形成時間を短縮することができる。
【００７３】
次に、検査装置８について説明する。図８は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する検査装置を示す模式図である。図８に示すように、検査装置８は、ウェハ２１を固定する第３ステージ６１と、ウェハ２１を加熱する第３ヒーター６２と、ウェハ２１を上下方向に移動する第３ウェハ昇降部６３と、ウェハ２１の外観および寸法を観察する第４カメラ６４とを備えている。第３ステージ６１、第３ヒーター６２および第３ウェハ昇降部６３の構成は、図２に示す前処理装置の第１ステージ、第１ヒーターおよび第１ウェハ昇降部と同様である。また、第３ステージ６１は、垂直方向、水平方向、およびウェハの中心軸回りの回転方向に可動する。第４カメラ６４は、ウェハ２１表面のパッシベーション膜のパターンを観察する。
【００７４】
検査装置８は、ウェハ２１の表面に形成されたパッシベーション膜のパターンを、例えば、撮像装置のような光学系の装置を用いて撮影する。その後、撮影した描画パターン像と、検査装置８の記憶部に予め設定もしくは登録した描画パターン像（以下、比較パターン像とする）とを比較する。そして、撮影した描画パターン像と比較パターン像との差が所定の範囲内にあるか否かを判断することで、パッシベーション膜のパターン不良を検査する。比較パターン像は、すでにパッシベーション膜が形成され完成したウェハ上の描画パターン（以下、過去の描画像とする）を検査装置８の記憶部に予め取り込み、その取り込みデータを用いても良い。または、比較パターン像は、液射出装置１４で液射出ヘッドの移動に用いる描画データを用いても良い。比較パターン像として描画データを用いる事で、検査装置８の記憶部に過去の描画像を取り込む作業を省くことができる。また、ウェハ上に形成する描画パターンが多種類ある場合においても、撮影した各画像パターン像の比較パターン像として用いるそれぞれの取り込みデータを検査装置８の記憶部に予め設定する作業を省くことができる。そのため、比較パターン像として液射出装置１４の描画データを用いる場合、撮影した各画像パターン像との比較を簡単に行うことができる。
【００７５】
また、検査装置８は、上述と同様に光学系の装置を用い、撮影した画像パターン像の画素サイズによって任意の箇所のパッシベーション膜の寸法を測定する。この測定した寸法と、上記の比較パターン像から算出される寸法とを比較し、両者の差が所定の範囲内にあるか否かでパッシベーション膜のパターン不良を検査しても良い。このとき、測定のための光学系の装置に用いる照射光の波長を、パッシベーション膜であるポリイミド膜の色と異ならせることにより、ポリイミド膜のパターンを明確に浮かび上がらせる構成としても良い。例えば、照射光に青色系の光源を採用し、黄色系のポリイミド膜を測定する構成としても良い。
【００７６】
なお、第４カメラ６４は、ウェハ２１表面のゴミなどを観察しても良い。また、検査装置８は、ウェハ端面を観察するカメラをさらに設けて、パッシベーション膜の端面形状を観察する構成としても良い。また、ウェハ２１の電流値や電圧値を測定する装置をさらに設けて、ウェハ２１の電気的特性を測定する構成としても良い。また、検査装置８において収集されるデータを利用し例えば統計的な解析を行う装置をさらに設けて、パッシベーション膜にパターン不良が生じる頻度や、ウェハの電気的特性値の変動などの管理を行う構成としても良い。
【００７７】
次に、後処理装置９について説明する。後処理装置９は、熱処理装置に相当する。図９は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置を構成する後処理装置を示す模式図である。図９に示すように、後処理装置９は、チャンバ７０内に、ウェハ２１を固定する第４ステージ７１と、ウェハ２１を加熱する第４ヒーター７２および第２ランプ７４と、ウェハ２１を上下方向に移動する第４ウェハ昇降部７３と、電源７５とを備えている。第４ステージ７１、第４ヒーター７２および第４ウェハ昇降部７３の構成は、図２に示す前処理装置の第１ステージ、第１ヒーターおよび第１ウェハ昇降部と同様である。
【００７８】
チャンバ７０内は、真空雰囲気に保たれている。また、チャンバ７０内に、例えば原料ガスとして窒素ガスを導入しても良い。また、チャンバ７０内は、真空雰囲気およびガス雰囲気を繰り返しても良い。第２ランプ７４には、例えば赤外線ランプや、ハロゲンランプなどを用いる。第４ヒーター７２および第２ランプ７４を同時に可動することで、後処理装置９では、ウェハ２１の加熱時間を短縮することができる。また、初めは第４ヒーター７２のみを可動し、その後第４ヒーター７２および第２ランプ７４を同時に可動するなど、別々に可動する場合には、ウェハ２１の加熱温度を例えば８０℃から２００℃へ、さらに２００℃から３５０℃へと段階的に上昇させることができる。
【００７９】
このような後処理装置９では、パッシベーション膜中の、パッシベーション膜として不要な、例えばパッシベーション膜の材料に粘度を持たせるために用いた溶剤などを取り除く。そして、パッシベーション膜の硬化および焼成を一連で行う。
【００８０】
次いで、製造装置１００の動作について、図１を参照して説明する。製造装置１００では、ウェハ搬送アーム１０が、ＩＮカセット２から被膜形成処理前のウェハを取り出し、前処理装置５のステージにセットする（第１ウェハ搬送経路１０１）。次いで、前処理装置５において処理されたウェハを、アライナー６のステージにセットする（第２ウェハ搬送経路１０２）。次いで、アライナー６において位置合わせが行われたウェハを、液射出装置７のステージにセットする（第３ウェハ搬送経路１０３）。次いで、液射出装置７において、ウェハ表面にパッシベーション膜が形成されたウェハを、検査装置８にセットする（第４ウェハ搬送経路１０４）。
【００８１】
次いで、検査装置８において、パッシベーション膜が所望のパターンで形成されていることを確認されたウェハを、後処理装置９のステージにセットする（第５ウェハ搬送経路１０５）。一方、検査装置８において、パッシベーション膜のパターン不良が確認されたウェハは、ＥＪＥＣＴカセット３に収納される（第６ウェハ搬送経路１０６）。次いで、後処理装置９での処理が終了し、パッシベーション膜が形成されたウェハを、ＯＵＴカセット４に収納する（第１ウェハ搬送経路１０７）。また、図示省略するが、後処理装置９での処理が終了したウェハを、液射出装置７のステージにセットし、再度、パッシベーション膜のパターンを形成しても良い。
【００８２】
次に、実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図１０は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。図１０に示す工程は、ウェハの表面に、例えばパッシベーション膜などの被膜を形成する工程である。例えば上述した製造装置（図１参照）を用いて、人手を介さずに自動で処理を行う。まず、パッシベーション膜の膜厚やパターンなどの形成条件、および製造装置の動作条件などを設定する（ステップＳ１）。次いで、製造装置のウェハカセット載置部に、複数のウェハが収納されたＩＮカセットを置き、製造装置を始動する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、ＩＮカセットには、パッシベーション膜形成前、つまりウェハ表面の半導体素子構造が露出している状態のウェハが収納されている。ウェハは、通常の平坦なウェハでも良いし、裏面側の外周端部にリブの形成されたリブウェハでも良い。
【００８３】
次いで、ＩＮカセットから、パッシベーション膜形成前のウェハを取り出す（ステップＳ３）。次いで、ウェハ表面の洗浄および改質（前処理）を行う（ステップＳ４）。ステップＳ４において、例えば、ウェハ表面に付着する付着物の洗浄、ウェハの表面の濡れ性の改善や、パッシベーション膜となる材料とウェハとの密着性の向上など、ウェハ表面の流動性を改善する処理を行う。次いで、ウェハの中心位置やノッチなどを所望の位置に合わせる（ステップＳ５）。次いで、パッシベーション膜の材料を射出し、ウェハ表面にパッシベーション膜のパターンを形成する（ステップＳ６）。ステップＳ６では、インクジェット技術を用いて、ウェハ表面に被膜パターンを描画している。ウェハ表面に、パッシベーション膜の材料を選択的に射出することにより、パッシベーション膜の塗布とパターニングを同時に行っている。パッシベーション膜の材料としては、例えばポリイミドを用いている。
【００８４】
次いで、パッシベーション膜のパターン形状の検査（外観検査）を行う。また、パッシベーション膜の寸法測定を行う（ステップＳ７）。外観検査は、例えば予め設定されたパターン条件と、パッシベーション膜のパターンを比べることで、パッシベーション膜のパターン不良を検出する。ステップＳ７において、パッシベーション膜が所望のパターンで形成されていることが確認された場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、パッシベーション膜に熱処理を行い、パッシベーション膜を硬化および焼成する処理（後処理）を行う（ステップＳ８）。また、ステップＳ７において、パッシベーション膜にパターン不良が確認された場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、ウェハへの処理を中止して、ＥＪＥＣＴカセットにウェハを回収する（ステップＳ１２）。
【００８５】
後処理の終了後、ウェハ表面に、更にパッシベーション膜のパターンを重ねて形成する場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）には、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６〜ステップＳ９を繰り返し、パッシベーション膜のパターンを再描画する。一方、後処理の終了後に、パッシベーション膜をこれ以上重ねて形成しない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）は、ウェハをＯＵＴカセットに収納する（ステップＳ１０）。以上のステップを、ＩＮカセット内にパッシベーション膜形成前のウェハがなくなるまで行う。その後、ＩＮカセット、ＥＪＥＣＴカセットおよびＯＵＴカセットを製造装置から取り外す（ステップＳ１１）。
【００８６】
ステップＳ９において、後処理後のウェハを、再度、ステップＳ６の処理に戻すことにより、パッシベーション膜のパターンを重ねて形成することができる。つまり、ウェハ２１表面に、２層以上の積層膜からなるパッシベーション膜を形成することができる。これにより、パッシベーション膜の膜厚を厚くすることができる。また、この積層膜の各層を異なるパターンで形成することにより、複雑なパターンを有するパッシベーション膜を形成することができる。
【００８７】
次に、液射出装置における処理工程について説明する。上述したステップＳ６の工程に該当する。図１１は、実施の形態１にかかる液射出工程を示すフローチャートである。図６に示す液射出装置を参照して説明する。まず、ウェハ２１を第２ステージ４１に固定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において、ウェハ２１の固定方法は、図２に示す前処理装置と同様である。第１液射出ヘッド４４とウェハ２１との相対的な位置合わせを行う（ステップＳ２２）。パッシベーション膜の描画データを、第１液射出ヘッド４４に入力する（ステップＳ２３）。描画データに従って第１液射出ヘッド４４を水平方向に移動させ、ウェハ２１の表面にパッシベーション膜の材料を射出して被膜パターンを描画する（ステップＳ２４）。次いで、ウェハ２１を第２ステージ４１から解放する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において、ウェハ２１の解放方法は、図２に示す前処理装置と同様である。なお、ステップＳ２４を行う前に、第１液射出ヘッド４４の射出ノズルの点検を適宜行うことが望ましい。
【００８８】
ステップＳ２４において、ウェハ２１表面にパッシベーション膜の材料を繰り返し射出して、パッシベーション膜のパターンを重ねて形成しても良い。これにより、上述したステップＳ９（図１０参照）の工程と同様に、ウェハ２１の表面にパッシベーション膜を形成することができる。
【００８９】
次に、上述した製造装置を用いて作製される半導体装置について説明する。例えば、図５に示す前処理装置を用いて、ウェハ２１のスクラブラインに前処理を行わない場合を例に説明する。図１２は、実施の形態１にかかる半導体装置の一例を示す断面図である。また、図１３は、図１２の切断線Ａ−Ａ'の断面構造について示す断面図である。切断線Ａ−Ａ'は、ウェハ上に形成されたスクラブラインと半導体素子構造の境界における断面図である。図１２および図１３に示すウェハは、基板３２の表面層に、図示省略する半導体素子構造が作製されている。基板３２の表面には、金属電極膜３５およびスクラブライン３４が設けられている。パッシベーション膜３３は、金属電極膜３５の表面からスクラブライン３４の一部の表面にかけて形成されている。
【００９０】
スクラブライン３４の表面は、マスク治具３１を用いたことにより前処理が行われていない状態、すなわちパッシベーション膜３３の材料との濡れ性が改善されていない状態となっている。そのため、金属電極膜３５の表面に射出されたパッシベーション膜３３がスクラブライン３４に向かって流れ出したとしても、スクラブライン３４の表面では、パッシベーション膜３３は広がらない。つまり、パッシベーション膜３３の形成を、例えば、金属電極膜３５とスクラブライン３４の境界からスクラブライン３４側に幅Ｗだけ張り出した部分までに抑えることができる。スクラブライン３４がパッシベーション膜３３で覆われないため、ウェハを切断する際に、パッシベーション膜が切断されることが原因でパッシベーション膜３３に亀裂が入ってしまうことを回避することができる。
【００９１】
以上、説明したように、実施の形態１によれば、インクジェット技術を用いて、ウェハ表面にパッシベーション膜のパターンを形成した後、熱処理の前に外観検査を行い、パッシベーション膜のパターン不良を確認している。そのため、パッシベーション膜のパターン不良が確認された場合、熱処理前のパッシベーション膜をウェハから容易に除去することができる。これにより、パッシベーション膜の除去によってウェハに傷がつくことを低減することができ、ウェハの再利用が容易になる。また、ウェハの再利用が容易になることにより、従来において、ウェハからパッシベーション膜を除去するために費やされていた作業時間や薬液代を低減することができる。また、インクジェット技術を用いることで、ウェハ表面の所望の部分にのみパッシベーション膜の材料を塗布することができる。そのため、従来のようにコーターを用いてパッシベーション膜を形成する場合のように、ウェハ上に投入されたパッシベーション膜の材料が、処理途中で捨てられたり除去されたりすることを回避することができる。これにより、パッシベーション膜の材料の使用量を、従来のようにコーターを用いてパッシベーション膜を形成する場合よりも低減することができる。また、ウェハ表面にパッシベーション膜を形成する工程を、人手を介入させずに自動化して行うことにより、人件費などを低減することができる。さらに、パッシベーション膜パターン形成途中において、ウェハにゴミなどが付着することを防止することができる。また、液射出装置のステージにウェハを搬送する前に、ウェハの位置合わせを行うことにより、ステージ上のウェハの位置が、所望の位置から大きくずれていて、ステージの可動範囲を超えてしまっているなど、パッシベーション膜を、所望の位置およびパターンで形成することができなくなる原因が生じることを防止することができる。
【００９２】
（実施の形態２）
図１４は、実施の形態２にかかる半導体装置の製造装置を構成する液射出装置を示す模式図である。ウェハのおもて面のアライメントマークを基準にして、ウェハの裏面に被膜を形成する場合に、実施の形態１の液射出装置（例えば、図６参照）のステージの全面または一部を透明にすることで、ウェハのおもて面のアライメントマークをステージの下方から確認する構成としても良い。
【００９３】
図１４に示すように、液射出装置１５では、実施の形態１の液射出装置の第２ステージに代えて、ウェハ９０を固定する第５ステージ８１を備えている。第５ステージ８１には、ウェハ９０が、そのおもて面を下にして固定されている。また、実施の形態１の液射出装置の第２ヒーターに代えて、ウェハ９０を加熱する第５ヒーター８２を備えている。また、第５ステージ８１を介してウェハ９０の表面を観察する第５カメラ８３を備えている。
【００９４】
第５ステージ８１は、全面または一部が透明となっている。第５カメラ８３は、ウェハ９０の下方から透明な第５ステージ８１を介して、ウェハ９０のおもて面に形成されているアライメントマークを観察する。このアライメントマークを基準にして、ウェハ９０の裏面に被膜を形成する位置と第１液射出ヘッド４４の位置とを合わせる。
【００９５】
第５ヒーター８２は、例えば線状をして、例えば第５ステージ８１の下に接触し、第５カメラ８３の視界を遮らないように設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。液射出装置１５における処理工程は、実施の形態１と同様である（図１１参照）。このような液射出装置１５が搭載される、半導体装置の製造装置の構成は、実施の形態１と同様である（図１参照）。
【００９６】
液射出装置１５を用いることで、実施の形態１と同様に、ウェハ９０の裏面に被膜を形成することができる。その理由は、次に示すとおりである。従来、ウェハ裏面にパターニングする場合、まず、処理ステージに、ウェハのおもて面のアライメントマークのみをレジストマスクで形成する（以下、アライメント用マスクとする）。次いで、アライメント用マスクの位置に合わせて、ウェハ裏面のパターンが開口したレジストマスクを形成する。次いで、アライメント用マスクの位置に合わせて、ウェハ裏面のパターンが開口したレジストマスクの上に、裏面に被膜が形成されたウェハを、裏面を下にして重ね合わせる。このようにしてパターニングされたウェハは、ウェハの被膜を形成した面が下向きになっており、次の工程の処理ステージにウェハを載せる前に、ウェハを回転させるなど、製造装置の構造が複雑になってしまう。液射出装置１５は、おもて面を下向きにして第５ステージ８１に置かれたウェハの、おもて面に形成されたアライメントマークを確認することができる。そのため、ウェハ裏面を上向きにした状態で、ウェハ裏面に被膜のパターンを形成することができるからである。
【００９７】
以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、液射出装置１５を用いることにより、実施の形態１の液射出装置と同様に、ウェハ９０の裏面と第１液射出ヘッド４４との位置合わせを行うことができる。これにより、実施の形態１と同様の工程で、ウェハ９０の裏面に、おもて面のアライメントマークに対応した被膜のパターンを形成することができる。
【００９８】
（実施の形態３）
図１５は、実施の形態３にかかる半導体装置の製造装置を示す模式図である。実施の形態１の半導体装置の製造装置に、ウェハ裏面にアライメントマークを形成する装置（以下、裏面マーキング装置とする）を設ける構成としても良い。図１５に示すように、製造装置１１０は、実施の形態１の製造装置（図１参照）を構成する各装置に加えて、裏面マーキング装置１６を備えている。裏面マーキング装置１６は、マーキング装置に相当する。裏面マーキング装置１６では、例えば、ウェハのおもて面の半導体素子構造に対応したアライメントマークを、ウェハの裏面に形成する。それ以外の構成は、実施の形態１に示す半導体装置の製造装置と同様である。
【００９９】
また、図１５に示すように、ウェハ搬送アーム１０は、ウェハを、実施の形態１のウェハ搬送アームの運搬経路に加えて、例えば、アライナー６から裏面マーキング装置１６へ（第８ウェハ搬送経路１０８）、裏面マーキング装置１６から液射出装置７へ（第９ウェハ搬送経路１０９）と搬送する。
【０１００】
以上、説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を得ることができる。また、裏面マーキング装置により、ウェハの裏面にアライメントマークを形成することで、ウェハの裏面の形成されたアライメントマークを基準にして、ウェハ裏面と第１液射出ヘッドとの位置合わせを行うことができる。これより、実施の形態１と同様に、ウェハの裏面に被膜のパターンを形成することができる。
【０１０１】
実施の形態２および実施の形態３にかかる半導体装置の製造装置では、例えば次に示すような半導体装置を作製することができる。図１６は、実施の形態２および実施の形態３にかかる半導体装置の一例を示す断面図である。図１６に示すように、ウェハ９０は、例えば支持基板９１のおもて面の表面層に、活性領域９５および耐圧構造領域９６が設けられている。活性領域９５には、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やＦＷＤ（Ｆｒｅｅ  Ｗｈｅｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：フリーホイールダイオード）が交互に形成されている。
【０１０２】
支持基板９１の裏面の表面層には、フィールドストップ層９２が設けられている。フィールドストップ層９２の一部の表面には、例えばボロン（Ｂ）がドープされた半導体領域９３が設けられている。半導体領域９３の一部の表面には、例えばリン（Ｐ）がドープされたコンタクト領域９４が設けられている。コンタクト領域９４は、例えば、活性領域９５に形成されたＩＧＢＴおよびＦＷＤのパターンに合わせて形成される。このように、実施の形態２および実施の形態３にかかる半導体装置の製造装置では、図１６に示すような半導体装置を形成することに適している。
【０１０３】
以上において本発明では、ウェハの表面にパッシベーション膜などの被膜を形成する処理を例に説明しているが、パッシベーション膜の形成に限らず、ウェハ表面の所望の部分にのみ材料を射出する、例えばエッチングなどの処理にも適用することが可能である。また、ウェハの洗浄および表面改質（前処理）の方法として、プラズマや光を用いたドライ洗浄を例に説明したが、ウエット洗浄を用いても良い。また、半導体装置の製造装置内におけるウェハ搬送アームによる運搬経路は、上述した実施の形態に限らず、処理工程の順序により種々変更可能である。また、液射出装置において射出する材料は、液射出ヘッドから射出可能であれば良く、上述した実施の形態に限らず種々選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明にかかる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法は、ウェハ表面に所望のパッシベーション膜パターンを形成する、またはウェハ表面に形成されたパッシベーション膜を、所望のパターンで除去するなどの処理を行う半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  ウェハカセット載置部
２  ＩＮカセット
３  ＥＪＥＣＴカセット
４  ＯＵＴカセット
５  前処理装置
６  アライナー
７  液射出装置
８  検査装置
９  後処理装置
１０  ウェハ搬送アーム
１００  半導体装置の製造装置
１０１  ウェハ搬送経路（第１）
１０２  ウェハ搬送経路（第２）
１０３  ウェハ搬送経路（第３）
１０４  ウェハ搬送経路（第４）
１０５  ウェハ搬送経路（第５）
１０６  ウェハ搬送経路（第６）
１０７  ウェハ搬送経路（第７）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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